CN109509578A - 一种分布式光伏电缆及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分布式光伏电缆及制作方法,属于电缆技术领域。技术方案是:铜导体(1)外依次挤包105℃PVC绝缘层(2)和尼龙护套(3),铜导体(1)、105℃PVC绝缘层(2)和尼龙护套(3)组成绝缘线芯,绝缘线芯有两根,平行排列,90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套(4)挤包在两根绝缘线芯外部。本发明的有益效果是:减小了电缆外径,提高了导体的圆整度,节约了电缆成本,提高了电缆的防老化性能,产品性能优异,提高了电缆的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种分布式光伏电缆及制作方法,属于电缆技术领域。
背景技术
分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。应用最为广泛的分布式光伏供电系统,是建在城市建筑物屋顶,通过分布式光伏发电系统产生直流电,经逆变器转为标准的交流电源,为使用电器提供电能,且可并网。
目前,涉及光伏电缆标准有TUV Pfg 1169、欧盟EN50618、美国UL4703,日本JCS4717, 传统的光伏电缆系统是将太阳能电池组件阵列输出的电能,通过光伏电缆传输到直流配电柜,而分布式光伏供电系统需要将直流配电柜的直流电,通过并网逆变器逆变成交流电供给建筑用户本身,这一部分电能的传输用电缆目前没有国家或国际标准,大都采用普通电缆替代,由于需要连接逆变器及交流配电柜,接近建筑房屋本身,所以对电缆的阻燃、耐低温、耐日光、耐油污、防水、防鼠蚁等性能要求较高,传统的电缆使用寿命往往较短。
发明内容
本发明目的是提供一种分布式光伏电缆及制作方法,通过采用复合导体绞合,减小了电缆外径,提高了导体的圆整度,节约了电缆成本,绝缘采用105℃PVC绝缘,在保证绝缘电气性能的基础上,提高了电缆的耐温等级,挤包耐热尼龙护套,增加了绝缘线芯的防水、防白蚁性能,提高了电缆的防老化性能,采用全挤压方式挤出护套,合理设计挤出模具和挤出压力,护套与绝缘线芯不粘连,护套采用90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套,阻燃耐低温耐油性能好,抗拉强度和伸长率大,使用寿命长,有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是:一种分布式光伏电缆,包含铜导体、105℃PVC绝缘层、尼龙护套和90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套,所述铜导体外依次挤包105℃PVC绝缘层和尼龙护套,铜导体、105℃PVC绝缘层和尼龙护套组成绝缘线芯,绝缘线芯有两根,平行排列,90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套挤包在两根绝缘线芯外部;铜导体由13根Φ(直径)0.41mm(毫米)铜丝和6根Φ0.30mm铜丝绞合组成,其中7根Φ0.41mm铜丝同心绞合设置在内层,6根Φ0.41mm铜丝和6根Φ0.30mm铜丝以同心的方式间隔绞合设置在外层。
所述105℃PVC绝缘层的配方为PVC树脂80-100份、偏苯三酸三辛酯40-60份、低分子聚乙烯蜡0.5-1.5份、钙锌稳定剂5-15份和三氧化二锑5-15份,上述份数为重量份。
所述尼龙护套的材质为进口帝斯曼尼龙料。
所述90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套的配方为PVC树脂 40-70份、耐寒增塑剂15-25份、耐油增塑剂5-10份、氯磺化聚乙烯20-40份、抗氧剂1-10份、阻燃剂10-15份、硫化剂10-20份、填充剂10-20份和偶联剂5-10份,上述份数为重量份。
一种分布式光伏电缆的制作方法,包含以下步骤:(1)先将7根直径为Φ0.41mm的铜丝同心绞合在一起,然后以同样的绞合方式将6根Φ0.41mm和6根Φ0.30mm 的铜丝以同心的方式间隔绞合在一起组成绞合导体;(2)两台挤出机主机平行排列,间隔3-5米排列,两台挤出机共用一套收放线装置,绞合导体先经过第一台挤出机挤出PVC绝缘层,绝缘挤出温度从机颈、机身、机头温度依次为:一区:135-140℃、二区:155-160℃、三区:160-165℃、四区:165-170℃、五区:170-175℃、六区:175-180℃、七区:175-180℃;(3)挤出后的PVC绝缘层不经冷却直接进入到第二台尼龙挤出机,尼龙护套挤出温度从机颈、机身、机头温度依次为:一区:210-220℃、二区:220-230℃、三区:230-240℃、四区:230-240℃、五区:230-240℃、六区:230-240℃、七区:230-240℃;(4)采用全挤压方式挤出护套,护套挤出采用扁平护套模具,设计外模结构尺寸,为了保证护套和绝缘线芯的剥离力60-80N,设计外模成径区长度为6-8mm。
所述尼龙料进入挤出机主机前,提前进行烘料处理(4-5h,100℃),同时进行温水(50℃)和冷水分段冷却。
在挤尼龙时在挤出机机头前增加了抽真空装置。
本发明的有益效果是:设计复合导体绞合,减小了电缆外径,提高了导体的圆整度,节约了电缆成本;绝缘采用105℃PVC绝缘,在保证绝缘电气性能的基础上,提高了电缆的耐温等级,绝缘抗张强度≥13.8MPA,断裂伸长率≥150%;PVC绝缘线芯为挤包耐热尼龙护套,增加了绝缘线芯的防水、防白蚁性能,提高了电缆的防老化性能;采用全挤压方式挤出护套,设计挤出模具和挤出压力,护套与绝缘线芯不粘连,绝缘线芯和护套的剥离力≥60N;护套采用90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套,成品护套电缆,阻燃可以通过FT4垂直托架燃烧试验,耐低温可以经受-40℃低温冲击试验不开裂,耐油可以经受100℃, 4天后,抗拉强度和伸长率在日照后仍能保持老化前的50%。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的铜导体结构示意图;
图3是本发明的90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套挤出外模示意图;
图4是图3的剖视图;
图中:铜导体1、105℃PVC绝缘层2、尼龙护套3、90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套4、Φ0.41mm铜丝11、Φ0.30mm铜丝12。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明技术方案作进一步详细的说明。
一种分布式光伏电缆,包含铜导体1、105℃PVC绝缘层2、尼龙护套3和90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套4,所述铜导体1外依次挤包105℃PVC绝缘层2和尼龙护套3,铜导体1、105℃PVC绝缘层2和尼龙护套3组成绝缘线芯,绝缘线芯有两根,平行排列,90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套4挤包在两根绝缘线芯外部;铜导体1由13根Φ0.41mm铜丝11和6根Φ0.30mm铜丝12绞合组成,其中7根Φ0.41mm铜丝11同心绞合设置在内层,6根Φ0.41mm铜丝11和6根Φ0.30mm铜丝12以同心的方式间隔绞合设置在外层。
所述105℃PVC绝缘层2的配方为PVC树脂80-100份、偏苯三酸三辛酯40-60份、低分子聚乙烯蜡0.5-1.5份、钙锌稳定剂5-15份和三氧化二锑5-15份,上述份数为重量份。
所述尼龙护套3的材质为进口帝斯曼尼龙料。
所述90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套4的配方为PVC树脂 40-70份、耐寒增塑剂15-25份、耐油增塑剂5-10份、氯磺化聚乙烯20-40份、抗氧剂1-10份、阻燃剂10-15份、硫化剂10-20份、填充剂10-20份和偶联剂5-10份,上述份数为重量份。
一种分布式光伏电缆的制作方法,包含以下步骤:(1)先将7根直径为Φ0.41mm的铜丝同心绞合在一起,然后以同样的绞合方式将6根Φ0.41mm铜丝和6根Φ0.30mm铜丝以同心的方式间隔绞合在一起组成绞合导体;(2)两台挤出机主机平行排列,间隔3-5米排列,两台挤出机共用一套收放线装置,绞合导体先经过第一台挤出机挤出PVC绝缘层,绝缘挤出温度从机颈、机身、机头温度依次为:一区:135-140℃、二区:155-160℃、三区:160-165℃、四区:165-170℃、五区:170-175℃、六区:175-180℃、七区:175-180℃;(3)挤出后的PVC绝缘层不经冷却直接进入到第二台尼龙挤出机,尼龙护套挤出温度从机颈、机身、机头温度依次为:一区:210-220℃、二区:220-230℃、三区:230-240℃、四区:230-240℃、五区:230-240℃、六区:230-240℃、七区:230-240℃;(4)采用全挤压方式挤出护套,护套挤出采用扁平护套模具,设计外模结构尺寸,为了保证护套和绝缘线芯的剥离力60-80N,设计外模成径区长度为6-8mm。
所述尼龙料进入挤出机主机前,提前进行烘料处理(4-5h,100℃),同时进行温水(50℃)和冷水分段冷却。
在挤尼龙时在挤出机机头前增加了抽真空装置。
在实际应用中,所述发明产品规格以2*12AWG为例:
铜导体由13根Ø0.41mm(ØD)铜导体和6根Ø0.30mm(Ød)无氧铜丝绞合,具体实施方案是先将7根直径为Φ0.41mm的铜丝同心绞合在一起,然后以同样的绞合方式将6根Φ0.41mm铜丝和6根Φ0.30mm铜丝以同心的方式间隔绞合在一起。
所述绝缘层采用UL PVC绝缘料,该材料具有很好的机械性能、绝缘电阻、老化性能、耐油性能、耐日光性能等。抗拉强度≥13.8MPa,断裂伸长率≥150%; 136℃ 7天老化后抗拉强度≥老化前的75%,断裂伸长率≥老化前的65%;浸油老化后:100℃ 4天,抗拉强度≥老化前的50%,断裂伸长率≥老化前的50%;耐日光老化后:720小时,抗拉强度≥老化前的80%,断裂伸长率≥老化前的80%;该产品绝缘线芯可以经受VW-1垂直燃烧试验。
所述尼龙采用进口帝斯曼尼龙料,具有一般尼龙材料没有的耐热稳定性,可以通过720h耐UV的测试,大大提高了电缆的防老化性能。
所述PVC绝缘挤包在绞合导体表面,所述尼龙护套挤包在PVC绝缘表面,PVC绝缘和尼龙采用串挤方式挤出,即两台挤出机主机平行排列,间隔3-5米排列,两台挤出机共用一套收放线装置,绞合导体先经过第一台挤出机挤出PVC绝缘,绝缘挤出温度从机颈、机身、机头温度依次为:一区:135-140℃、二区:155-160℃、三区:160-165℃、四区:165-170℃、五区:170-175℃、六区:175-180℃、七区:175-180℃;
挤出后的PVC绝缘不经冷却直接进入到第二台尼龙挤出机,由于帝斯曼尼龙材料属于极性材料,具有亲水基因,容易受潮,本产品尼龙料进入挤出机主机前,提前进行烘料处理(4-5h,100℃),同时进行温水(50℃)和冷水分段冷却,使挤出后的尼龙材料迅速吸水饱和和冷却,提高尼龙料的柔韧性,避免尼龙线芯上轴后由于弯曲而发生开裂的问题,同时,该产品为了挤出表面质量,在挤尼龙时在挤出机机头前增加了抽真空装置,避免了尼龙表面出现气泡,同时增加了尼龙挤出的稳定性。尼龙挤出温度从机颈、机身、机头温度依次为:一区:210-220℃、二区:220-230℃、三区:230-240℃、四区:230-240℃、五区:230-240℃、六区:230-240℃、七区:230-240℃;
所述护套层采用UL PVC护套料,该护套料由下列重量份的原料制成:PVC树脂 40-70份、耐寒增塑剂15-25份、耐油增塑剂5-10份、氯磺化聚乙烯20-40份、抗氧剂1-10份、阻燃剂10-15份、硫化剂10-20份、填充剂10-20份、偶联剂5-10份。该护套材料具有优异的耐低温、耐油、阻燃性能,可以经受-40℃ UL低温冲击试验, 浸油老化后:100℃ 4天,抗拉强度≥老化前的50%,断裂伸长率≥老化前的50%;耐日光老化后:720小时,抗拉强度≥老化前的80%,断裂伸长率≥老化前的80%;护套氧指数≥32,成品电缆可通过UL FT4大型垂直托架燃烧试验。
所述护套挤出采用扁平护套模具,设计外模结构尺寸,为了保证护套和绝缘线芯的剥离力60-80N,设计外模成径区长度为6-8mm。
这种耐低温耐油阻燃分布式光伏电缆,铜导体采用复合导体绞合而成,减小了电缆外径,提高了导体的圆整度,节约了电缆成本;铜导体外挤包105℃PVC绝缘层2和尼龙护套3,提高了电缆的防老化性能;两根绝缘线芯平行排列,平行排列的绝缘线芯外挤包90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套4,产品性能优异,提高了电缆的使用寿命。
Claims (7)
1.一种分布式光伏电缆,其特征在于:包含铜导体(1)、105℃PVC绝缘层(2)、尼龙护套(3)和90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套(4),所述铜导体(1)外依次挤包105℃PVC绝缘层(2)和尼龙护套(3),铜导体(1)、105℃PVC绝缘层(2)和尼龙护套(3)组成绝缘线芯,绝缘线芯有两根,平行排列,90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套(4)挤包在两根绝缘线芯外部;铜导体(1)由13根Φ0.41mm铜丝(11)和6根Φ0.30mm铜丝(12)绞合组成,其中7根Φ0.41mm铜丝(11)同心绞合设置在内层,6根Φ0.41mm铜丝(11)和6根Φ0.30mm铜丝(12)以同心的方式间隔绞合设置在外层。
2.根据权利要求1所述的一种分布式光伏电缆,其特征在于:所述105℃PVC绝缘层(2)的配方为PVC树脂80-100份、偏苯三酸三辛酯40-60份、低分子聚乙烯蜡0.5-1.5份、钙锌稳定剂5-15份和三氧化二锑5-15份,上述份数为重量份。
3.根据权利要求1所述的一种分布式光伏电缆,其特征在于:所述尼龙护套(3)的材质为帝斯曼尼龙料。
4.根据权利要求1所述的一种分布式光伏电缆,其特征在于:所述90℃高阻燃耐低温耐油PVC护套(4)的配方为PVC树脂 40-70份、耐寒增塑剂15-25份、耐油增塑剂5-10份、氯磺化聚乙烯20-40份、抗氧剂1-10份、阻燃剂10-15份、硫化剂10-20份、填充剂10-20份和偶联剂5-10份,上述份数为重量份。
5.一种分布式光伏电缆的制作方法,其特征在于包含以下步骤:(1)先将7根直径为Φ0.41mm的铜丝同心绞合在一起,然后以同样的绞合方式将6根Φ0.41mm铜丝和6根Φ0.30mm铜丝以同心的方式间隔绞合在一起组成绞合导体;(2)两台挤出机主机平行排列,间隔3-5米排列,两台挤出机共用一套收放线装置,绞合导体先经过第一台挤出机挤出PVC绝缘层,绝缘挤出温度从机颈、机身、机头温度依次为:一区:135-140℃、二区:155-160℃、三区:160-165℃、四区:165-170℃、五区:170-175℃、六区:175-180℃、七区:175-180℃;(3)挤出后的PVC绝缘层不经冷却直接进入到第二台尼龙挤出机,尼龙护套挤出温度从机颈、机身、机头温度依次为:一区:210-220℃、二区:220-230℃、三区:230-240℃、四区:230-240℃、五区:230-240℃、六区:230-240℃、七区:230-240℃;(4)采用全挤压方式挤出护套,护套挤出采用扁平护套模具,设计外模结构尺寸,为了保证护套和绝缘线芯的剥离力60-80N,设计外模成径区长度为6-8mm。
6.根据权利要求5所述的一种分布式光伏电缆的制作方法,其特征在于:所述步骤(3)中,尼龙料进入挤出机主机前,提前进行烘料处理4-5h,100℃,同时进行温水50℃和冷水分段冷却。
7.根据权利要求5所述的一种分布式光伏电缆的制作方法,其特征在于:所述步骤(3)中,在挤尼龙时在挤出机机头前增加了抽真空装置。
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